用于電動(dòng)車的可重新配置的功率分流動(dòng)力系制造技術(shù)

一種動(dòng)力系，包括齒輪組、可連接至發(fā)動(dòng)機(jī)用于超速驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的第二齒輪組、用于可釋放地連接發(fā)動(dòng)機(jī)和托架的離合器、用于可釋放地連接太陽(yáng)齒輪和發(fā)電機(jī)的第二離合器以及連接至中間軸的電動(dòng)機(jī)，其中，所述齒輪組包括太陽(yáng)齒輪、托架、連接至中間軸的齒圈以及支承在托架上并且與太陽(yáng)齒輪和齒圈相嚙合的小齒輪。所述動(dòng)力系的操作可以很容易地在功率分流模式和串聯(lián)模式之間切換。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于電動(dòng)車的可重新配置的功率分流動(dòng)力系
本專利技術(shù)總體上涉及一種用于電動(dòng)車的功率分流動(dòng)力系。
技術(shù)介紹
混合動(dòng)力電動(dòng)車（HEV）的動(dòng)力系包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以及牽引用蓄電池，其中發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輪，通過(guò)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以為牽引用蓄電池充電，并且，可以使用車輪制動(dòng)器回收和再生車輛的動(dòng)能，用以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)和給電池再充電。在插電式混合動(dòng)力車（PHEV）的動(dòng)力系中，牽引用蓄電池的容量顯著增加，以便于能夠利用來(lái)自于電網(wǎng)的電能驅(qū)動(dòng)車輛。因此，期望更多地使用電力驅(qū)動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，發(fā)電機(jī)與輪轉(zhuǎn)速的直接連接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸在車輛移動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致了若干嚴(yán)重的問(wèn)題，包括(i)當(dāng)車輛提速時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變得過(guò)高，導(dǎo)致了對(duì)于軸承、行星齒輪組和發(fā)電機(jī)的耐久性的擔(dān)心；(ii)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的有效扭矩降低；(iii)由于沒(méi)有使用發(fā)電機(jī)，它產(chǎn)生了不必要的旋轉(zhuǎn)損耗；以及(iv)處于倒車檔同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)必須做出反應(yīng)，從而減少了提供給車輪的扭矩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
一種動(dòng)力系，包括齒輪組，所述齒輪組包括太陽(yáng)齒輪、托架、連接至中間軸的齒圈以及支承在托架上并且與太陽(yáng)齒輪和齒圈相嚙合的小齒輪，以及可連接至發(fā)動(dòng)機(jī)用于超速驅(qū)動(dòng)（overdriving）發(fā)電機(jī)的第二齒輪組、用于可釋放地連接發(fā)動(dòng)機(jī)和托架的離合器、用于可釋放地連接太陽(yáng)齒輪和發(fā)電機(jī)的第二離合器以及連接至中間軸的電動(dòng)機(jī)。該動(dòng)力系是可重新配置的，其中，動(dòng)力系可以輕易地從功率分流模式向串聯(lián)模式切換，并且可以輕易地從串聯(lián)模式向功率分流模式切換。在電量保持模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)在串聯(lián)模式或功率分流模式下操作。該動(dòng)力系從牽引電動(dòng)機(jī)給車輪提供最大扭矩，優(yōu)于單模式功率分流動(dòng)力系。該動(dòng)力系為功率分流動(dòng)力系的高燃料經(jīng)濟(jì)性和駕駛性能提供了更好的牽引和車輛啟動(dòng)性能。優(yōu)選實(shí)施例的適用范圍會(huì)在隨后的具體實(shí)施方式、權(quán)利要求書和附圖中顯現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管描述和具體的示例指出了本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例，但其僅出于說(shuō)明性的目的給出。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)所述實(shí)施例和示例的各種變化及修改是顯而易見(jiàn)的。附圖說(shuō)明參考附圖及其以下說(shuō)明將更容易理解本專利技術(shù)，其中：圖1是HEV動(dòng)力系的原理圖；圖2是示出了控制圖1所示動(dòng)力系的離合器的嚙合及解離狀態(tài)的圖表。圖3是HEV動(dòng)力系的原理圖；圖4是示出了控制圖3所示動(dòng)力系的離合器的嚙合及解離狀態(tài)的圖表。圖5是HEV動(dòng)力系的原理圖；圖6是示出了控制圖5所示動(dòng)力系的離合器的嚙合及解離狀態(tài)的圖表。圖7是HEV動(dòng)力系的原理圖；以及圖8是示出了控制圖7所示動(dòng)力系的離合器的嚙合及解離狀態(tài)的圖表。具體實(shí)施方式首先參考圖1，動(dòng)力系10包括諸如內(nèi)燃機(jī)12的功率源、第一行星齒輪組14、電動(dòng)機(jī)16、副軸傳動(dòng)裝置18、差速機(jī)構(gòu)20、發(fā)電機(jī)22、中間軸24和第二行星齒輪組26，其中，所述內(nèi)燃機(jī)12例如是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，所述中間軸24可驅(qū)動(dòng)地連接至差速機(jī)構(gòu)20、輸出小齒輪40和電動(dòng)機(jī)16。電力機(jī)械16、22都是電動(dòng)發(fā)電機(jī)，盡管通常電力機(jī)械16被稱為電動(dòng)機(jī)或牽引電動(dòng)機(jī)，而電力機(jī)械22被稱為發(fā)電機(jī)。行星齒輪組14的太陽(yáng)齒輪27通過(guò)離合器28連接至發(fā)電機(jī)22。行星齒輪組14的托架32通過(guò)離合器30穿過(guò)扭振阻尼器34和軸36連接至發(fā)動(dòng)機(jī)12。齒輪組14的齒圈39通過(guò)形成副軸齒輪對(duì)40-42的嚙合的輸出小齒輪40和齒輪42，可驅(qū)動(dòng)地連接至中間軸24。支承在托架32上的行星小齒輪43與齒圈39和太陽(yáng)齒輪27持續(xù)嚙合。電動(dòng)機(jī)16的轉(zhuǎn)子44通過(guò)齒輪對(duì)46-48連接至中間軸24。電動(dòng)機(jī)16通過(guò)逆變器52和高壓直流/直流轉(zhuǎn)換器54電連接至牽引用蓄電池50。相似地，發(fā)電機(jī)22通過(guò)逆變器56和轉(zhuǎn)換器54電連接至電池50。中間軸24通過(guò)差速機(jī)構(gòu)20的小齒輪60及齒圈62進(jìn)行連接，差速機(jī)構(gòu)通過(guò)半軸或驅(qū)動(dòng)軸68、70將功率傳輸給車輪64、66。油泵72通過(guò)小齒輪74及齒輪76可驅(qū)動(dòng)地連接至軸36和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。行星齒輪組26的太陽(yáng)齒輪80通過(guò)離合器82連接至發(fā)電機(jī)22。行星齒輪組26的托架86通過(guò)離合器84穿過(guò)扭振阻尼器34和軸36連接至發(fā)動(dòng)機(jī)12。齒輪組26的齒圈88因?yàn)榕c殼體90連接，所以固定不旋轉(zhuǎn)。支承在托架86上的行星小齒輪92與齒圈88和太陽(yáng)齒輪80持續(xù)嚙合。當(dāng)離合器28、30嚙合并且離合器82、84解離時(shí)，動(dòng)力系10以功率分流模式操作。發(fā)動(dòng)機(jī)12通過(guò)離合器30連接至托架32，并且發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子通過(guò)離合器28連接至太陽(yáng)齒輪27。在功率分流操作中，由發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的功率，以及如果電池50向發(fā)電機(jī)提供電能，由發(fā)電機(jī)26產(chǎn)生的功率，通過(guò)齒輪組14和齒輪對(duì)40-42傳輸至中間軸24，并且由電動(dòng)機(jī)16產(chǎn)生的功率通過(guò)齒輪對(duì)46-48傳輸至中間軸24。主減速器齒輪對(duì)60-62將功率從發(fā)動(dòng)機(jī)12、電動(dòng)機(jī)16和發(fā)電機(jī)22傳輸至差速機(jī)構(gòu)20，所述差速機(jī)構(gòu)20通過(guò)軸68、70將功率差速地傳輸至車輪64、66。在功率分流操作中，發(fā)電機(jī)22作為電力發(fā)電機(jī)操作，發(fā)動(dòng)機(jī)12向發(fā)電機(jī)22提供功率，從而允許為電池50充電。當(dāng)離合器28、30解離并且離合器82、84嚙合時(shí)，動(dòng)力系10以串聯(lián)模式操作。發(fā)動(dòng)機(jī)12通過(guò)離合器84連接至齒輪組26的托架86，相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)速超速驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)齒輪80，并且離合器82將超速驅(qū)動(dòng)的太陽(yáng)齒輪80連接至發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子。在串聯(lián)操作中，由發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的功率以相對(duì)高的速度驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)26，從而為電池50充電，并且由電動(dòng)機(jī)16產(chǎn)生的功率通過(guò)齒輪對(duì)46-48傳輸至中間軸24。主減速器齒輪對(duì)60-62將電動(dòng)機(jī)16產(chǎn)生的功率傳輸至差速機(jī)構(gòu)20。在圖3中，刪除離合器84，從而通過(guò)軸36和扭振阻尼器34直接地、連續(xù)地將齒輪組26的托架86連接至發(fā)動(dòng)機(jī)12。當(dāng)離合器28、30嚙合并且離合器82解離時(shí)，圖3所示的動(dòng)力系94以功率分流模式操作。發(fā)動(dòng)機(jī)12通過(guò)離合器30連接至托架32，并且發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子通過(guò)離合器28連接至太陽(yáng)齒輪27。在功率分流操作中，由發(fā)動(dòng)機(jī)12和發(fā)電機(jī)26產(chǎn)生的功率通過(guò)齒輪組14和齒輪對(duì)40-42傳輸至中間軸24，并且由電動(dòng)機(jī)16產(chǎn)生的功率通過(guò)齒輪對(duì)46-48傳輸至中間軸24。主減速器齒輪對(duì)60-62將功率從發(fā)動(dòng)機(jī)12、電動(dòng)機(jī)16和發(fā)電機(jī)22傳輸至差速機(jī)構(gòu)20。在功率分流操作中，發(fā)電機(jī)22作為電力發(fā)電機(jī)操作，發(fā)動(dòng)機(jī)12向發(fā)電機(jī)22提供功率，從而允許為電池50充電。當(dāng)離合器28、30解離并且離合器82嚙合時(shí)，圖3所示的動(dòng)力系94以串聯(lián)模式操作。發(fā)動(dòng)機(jī)12直接與齒輪組26的托架86連接，相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)速超速驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)齒輪80和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，并且離合器82將超速驅(qū)動(dòng)的太陽(yáng)齒輪80連接至發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子。在串聯(lián)操作中，由發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的功率以相對(duì)高的速度驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)26，從而為電池50充電，并且由電動(dòng)機(jī)16產(chǎn)生的功率通過(guò)齒輪對(duì)46-48傳輸至中間軸24。主減速器齒輪對(duì)60-62將電動(dòng)機(jī)16產(chǎn)生的功率傳輸至差速機(jī)構(gòu)20。在圖5中，出現(xiàn)離合器84，但刪除了離合器82，從而直接地、連續(xù)地將齒輪組26的太陽(yáng)齒輪80連接至發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子。當(dāng)離合器28、30嚙合并且離合器84解離時(shí)，圖5所示的動(dòng)力系96以功率分流模式操作。發(fā)動(dòng)機(jī)12通過(guò)離合器30連接至托架32，并且發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子通過(guò)離合器28連接至太陽(yáng)齒輪27本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種動(dòng)力系，其特征在于，包括：行星齒輪組，其包括連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入、連接至發(fā)電機(jī)的第二輸入和連接至中間軸的輸出；第二齒輪組，其用于相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超速驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；離合器，其用于可釋放地連接輸入和發(fā)動(dòng)機(jī)；第二離合器，其用于可釋放地連接第二輸入和發(fā)電機(jī)；連接至中間軸的電動(dòng)機(jī)。

【技術(shù)特征摘要】
2011.08.04 US 13/198,0621.一種動(dòng)力系，其特征在于，包括：行星齒輪組，其包括連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的第一輸入、連接至發(fā)電機(jī)的第二輸入和連接至第一中間軸的輸出；齒輪組，其用于相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超速驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；第一離合器，其用于可釋放地連接第一輸入和發(fā)動(dòng)機(jī)；第二離合器，其用于可釋放地連接第二輸入和發(fā)電機(jī)；連接至第一中間軸的電動(dòng)機(jī)；所述齒輪組包括：連接至所述發(fā)電機(jī)的第一小齒輪；第二中間軸；與所述第一小齒輪嚙合并固定在所述第二中間軸上的第一齒輪；固定在所述第二中間軸上的第二小齒輪；連接至發(fā)動(dòng)機(jī)并與所述第二小齒輪嚙合的第二齒輪。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，其特征在于，還包括用于在第一中間軸和車...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：道格拉斯·R·馬丁，鄺明朗，沃特·J·奧特曼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福特全球技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：